随着人类文明的不断进步,人们为了能够实现更加方便快捷的出行方式不断的对各种动力学技术进行研究,其中高温超导磁悬浮列车就是颇受人们关注的新技术之一。在高温超导磁悬浮系统动态特性的研究中,磁轨不均匀性引起的动态稳定性问题日益受到人们的重视。在现有的高温超导磁悬浮系统中,永磁导轨由钕磁铁(Nd Fe B)和铁组成。相邻永磁体之间的隔离层使沿磁轨方向的磁场分布呈现不均匀性。对于在这种轨道上运行的高温超导磁浮列车而言,磁轨方向的非均匀磁场分布类似于给列车施加了一个交变的外磁场。当高温超导磁悬浮列车在永磁轨道上移动时,车载高温超导块材将暴露在随时间变化的外磁场中。与均匀磁场中运行的行为不同,高温超导块材在交变磁场中会产生交流损耗。这会导致高温超导块体的温度升高、临界电流密度(J_c)降低、俘获磁场下降等等。此外,高温超导磁浮列车作为一个非线性动力学系统,交变磁场所施加的周期性外力还会导致高温超导磁悬浮试验车的动态特性发生一系列复杂的变化。本文通过建立高精度的高温超导磁悬浮(HTS-Maglev)系统实验模拟平台,并结合数值模拟手段,研究了YBCO超导块在表面磁场非均匀分布的永磁轨道上方运行时的三维动态特性。通过观察和分析HTS-Maglev系统在不同运行速度、场冷高度、外场变化幅度等条件下的动态响应,研究了其动态稳定性,观察了一些非线性振动特性,以及系统由周期振动变为混沌运动的演变规律。在论文结构上,本文首先就超导电性的基本理论、材料特点、以及高温超导磁浮列车的发展概况做了简要的介绍和综述,就存在的问题进行了简洁的分析,在此基础上提出了本文的研究思路。在第二章中对该项研究的平台搭建、测量手段和研究方案进行了介绍。与以前的相关研究相比,本文的研究平台具有更高的测量精度,并从过去单一的悬浮力测量扩展到同时进行三维方向上的动态研究,显著拓宽了研究的范围,为深化高温超导磁浮车的动态研究、进一步阐明其规律性提供了有利的条件。随后从介绍小波动外场下系统的动态分析入手。在不覆盖铁片的情况下,利用永磁轨道自身微小的磁场波动对小波动变化外磁场下,设置不同的场冷高度、外部磁场改变频率以及统一的工作高度,利用时域法、频域法以及混沌运动学对YBCO块所受到悬浮力的动态特性进行分析,得到其最佳的运行条件以及优化运行方案。结合小波动外场下的动态分析,通过叠加铁片来制造巨大的磁场波动,在大波动变化磁场下,设置不同的场冷高度、外部磁场改变频率、不同的铁片厚度以及统一的工作高度。利用时域法、频域法以及混沌运动学对YBCO块所受到三轴力的动态特性进行分析,得到其在巨大磁场梯度变化下的运动规律,分析其与小波动磁场下的动态特性的异同,总结出最佳运行条件,优化运动方案。最后通过结合第三以及第四章的实验研究成果,建立了相关数学模型以及YBCO超导块的运动模拟方程,设置不同的外部磁场变化幅度、外部磁场变化波形以及不同的系统运行速度,模拟HTS-Maglev系统的运动规律,并与前两个部分的结果进行比较,总结出系统的运行规律。